È tempo di sole per l’energia solare. Negli Stati Uniti, le installazioni domestiche di pannelli solari sono completamente rimbalzate dal crollo di Covid, con gli analisti che prevedono più di 19 gigawatt di capacità totale installata, rispetto ai 13 gigawatt alla chiusura del 2019. Nei prossimi 10 anni, quel numero potrebbe quadruplicarsi, secondo i dati della ricerca industriale. E questo non sta nemmeno prendendo in considerazione l’ulteriore impatto di possibili nuovi regolamenti e incentivi lanciati dall’amministrazione Biden, favorevole al verde.

L’energia solare è un mercato in rapida crescita, il che dovrebbe essere una buona notizia per l’ambiente. Purtroppo c’è una fregatura. Il tasso di sostituzione dei pannelli solari è più veloce del previsto e dati gli attuali costi di riciclaggio molto elevati.

La performance a prova di pandemia del solare è dovuta in gran parte al credito d’imposta sugli investimenti solari, che defrauda il 26% delle spese legate al solare per tutti i clienti residenziali e commerciali (appena in calo dal 30% nel periodo 2006-2019). Dopo il 2023, il credito d’imposta scenderà a un permanente 10% per gli installatori commerciali e scomparirà del tutto per gli acquirenti di case. Pertanto, le vendite del solare probabilmente bruceranno ancora di più nei prossimi mesi, dato che gli acquirenti corrono a incassare finché possono.

Le sovvenzioni fiscali non sono l’unica ragione dell’esplosione del solare. L’efficienza di conversione dei pannelli è migliorata di ben lo 0,5% ogni anno negli ultimi 10 anni, anche se i costi di produzione (e quindi i prezzi) sono scesi bruscamente, grazie a diverse ondate di innovazione produttiva guidate soprattutto dai produttori di pannelli cinesi che dominano il settore. Per il consumatore finale, questo equivale a costi iniziali molto più bassi per kilowatt di energia generata.

Questa è una grande notizia, non solo per l’industria ma anche per chiunque riconosca la necessità di passare dai combustibili fossili alle energie rinnovabili per il bene del futuro del nostro pianeta. Ma c’è un enorme avvertimento di cui pochi parlano.

Pannelli, pannelli ovunque
Gli incentivi economici si stanno rapidamente allineando per incoraggiare i clienti a scambiare i loro pannelli esistenti con modelli più nuovi, più economici e più efficienti. In un’industria in cui le soluzioni di circolarità come il riciclaggio rimangono tristemente inadeguate, il puro volume di pannelli scartati porrà presto un rischio di proporzioni esistenzialmente dannose.

Per essere sicuri, questa non è la storia che si ottiene da fonti ufficiali dell’industria e del governo. Le proiezioni ufficiali dell’Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA) affermano che “grandi quantità di rifiuti annuali sono previste per i primi anni 2030” e potrebbero totalizzare 78 milioni di tonnellate entro l’anno 2050. Si tratta di una quantità impressionante, senza dubbio. Ma con così tanti anni per prepararsi, descrive un’opportunità da miliardi di dollari per il recupero di materiali preziosi piuttosto che una minaccia terribile. La minaccia è nascosta dal fatto che le previsioni di IRENA si basano sul fatto che i clienti mantengano i loro pannelli al loro posto per l’intero ciclo di vita di 30 anni. Non tengono conto della possibilità di una diffusa sostituzione anticipata.

La nostra ricerca lo fa. Usando i dati reali degli Stati Uniti, abbiamo modellato gli incentivi che influenzano le decisioni dei consumatori di sostituire o meno in vari scenari. Abbiamo ipotizzato che tre variabili fossero particolarmente salienti nel determinare le decisioni di sostituzione: il prezzo di installazione, il tasso di compensazione (cioè il tasso corrente per l’energia solare venduta alla rete) e l’efficienza del modulo. Se il costo della sostituzione è abbastanza basso, e l’efficienza e il tasso di compensazione sono abbastanza alti, supponiamo che i consumatori razionali faranno il cambio, indipendentemente dal fatto che i loro pannelli esistenti abbiano vissuto per 30 anni.

Come esempio, consideriamo un ipotetico consumatore (chiamiamolo “Ms. Brown”) che vive in California e che ha installato pannelli solari sulla sua casa nel 2011. Teoricamente, potrebbe tenere i pannelli al loro posto per 30 anni, cioè fino al 2041. Al momento dell’installazione, il costo totale era di 40.800 dollari, il 30% del quale era deducibile dalle tasse grazie al credito d’imposta sugli investimenti solari. Nel 2011, la signora Brown poteva aspettarsi di generare 12.000 kilowatt di energia attraverso i suoi pannelli solari, o circa 2.100 dollari di elettricità. In ogni anno successivo, l’efficienza del suo pannello diminuisce di circa l’uno per cento a causa del degrado del modulo.

Ora immaginate che nell’anno 2026, a metà del ciclo di vita della sua attrezzatura, la signora Brown inizi a guardare di nuovo le sue opzioni solari. Ha sentito dire che l’ultima generazione di pannelli è più economica e più efficiente – e quando fa i suoi calcoli, scopre che è proprio così. Andando secondo le proiezioni attuali, la signora Brown del 2026 troverà che i costi associati all’acquisto e all’installazione di pannelli solari sono diminuiti del 70% rispetto a dove erano nel 2011. Inoltre, i pannelli di nuova generazione produrranno 2.800 dollari di entrate annuali, 700 dollari in più rispetto al suo attuale set-up quando era nuovo. Tutto sommato, aggiornare i suoi pannelli ora piuttosto che aspettare altri 15 anni aumenterà il VAN (valore attuale netto) del suo impianto solare di oltre 3.000 dollari nel 2011. Se la signora Brown è un attore razionale, opterà per la sostituzione anticipata. E se fosse particolarmente scaltra nelle questioni di denaro, sarebbe arrivata a questa decisione anche prima – i nostri calcoli per lo scenario della signora Brown mostrano che il VAN della sostituzione supera quello del mantenimento dei pannelli a partire dal 2021.

Se le sostituzioni anticipate si verificano come previsto dal nostro modello statistico, possono produrre 50 volte più rifiuti in soli quattro anni di quanto previsto da IRENA. Questa cifra si traduce in circa 315.000 tonnellate metriche di rifiuti, sulla base di una stima di 90 tonnellate per MW di rapporto peso-potenza.

Per quanto allarmanti, queste statistiche potrebbero non rendere piena giustizia alla crisi, poiché la nostra analisi è limitata alle installazioni residenziali. Con i pannelli commerciali e industriali aggiunti al quadro, la scala delle sostituzioni potrebbe essere molto, molto più grande.

L’alto costo della spazzatura solare
L’attuale capacità circolare dell’industria è tristemente impreparata per il diluvio di rifiuti che probabilmente arriverà. L’incentivo finanziario a investire nel riciclaggio non è mai stato molto forte nel solare. Mentre i pannelli contengono piccole quantità di materiali preziosi come l’argento, sono per lo più fatti di vetro, un materiale di valore estremamente basso. La lunga durata dei pannelli solari serve anche a disincentivare l’innovazione in questo settore.

Di conseguenza, il boom della produzione solare ha lasciato la sua infrastruttura di riciclaggio nella polvere. Per darvi qualche indicazione, la First Solar è l’unico produttore di pannelli statunitense che conosciamo con un’iniziativa di riciclaggio in corso, che si applica solo ai prodotti dell’azienda con una capacità globale di due milioni di pannelli all’anno. Con la capacità attuale, si stima che riciclare un pannello costi 20-30 dollari. Mandare lo stesso pannello in una discarica costerebbe solo 1-2 dollari.

Il costo diretto del riciclaggio è solo una parte dell’onere della fine della vita, tuttavia. I pannelli sono pezzi delicati e ingombranti di solito installati sui tetti nel contesto residenziale. È necessaria una manodopera specializzata per staccarli e rimuoverli, per evitare che si frantumino in mille pezzi prima di arrivare sul camion. Inoltre, alcuni governi possono classificare i pannelli solari come rifiuti pericolosi, a causa delle piccole quantità di metalli pesanti (cadmio, piombo, ecc.) che contengono. Questa classificazione porta con sé una serie di costose restrizioni – i rifiuti pericolosi possono essere trasportati solo in determinati orari e attraverso percorsi selezionati, ecc.

L’insieme di questi costi imprevisti potrebbe schiacciare la competitività dell’industria. Se tracciamo le future installazioni secondo una curva di crescita logistica limitata a 700 GW entro il 2050 (il tetto stimato dal NREL per il mercato residenziale statunitense) accanto alla curva di sostituzione precoce, vediamo il volume dei rifiuti superare quello delle nuove installazioni entro l’anno 2031. Entro il 2035, i pannelli scartati supererebbero le nuove unità vendute di 2,56 volte. A sua volta, questo catapulterebbe il LCOE (costo livellato dell’energia, una misura del costo complessivo di un bene che produce energia durante la sua vita) a quattro volte la proiezione attuale. L’economia del solare – che sembra così brillante dal punto di vista del 2021 – si oscurerebbe rapidamente mentre l’industria affonda sotto il peso della sua stessa spazzatura.

Chi paga il conto?
Quasi certamente spetterà ai regolatori decidere chi dovrà sostenere i costi di smaltimento. Come i rifiuti della prima ondata di sostituzioni precoci si accumulano nei prossimi anni, il governo degli Stati Uniti – a partire dagli stati, ma sicuramente in aumento a livello federale – introdurrà una legislazione sul riciclaggio dei pannelli solari. Concepibilmente, i futuri regolamenti negli Stati Uniti seguiranno il modello della direttiva WEEE dell’Unione Europea, un quadro legale per il riciclaggio e lo smaltimento dei rifiuti elettronici negli stati membri dell’UE. Gli stati degli Stati Uniti che hanno emanato una legislazione sul riciclaggio dell’elettronica hanno per lo più aderito al modello WEEE. (La direttiva è stata modificata nel 2014 per includere i pannelli solari.) Nell’UE, le responsabilità di riciclaggio per i rifiuti passati (storici) sono state assegnate ai produttori in base alla quota di mercato attuale.

Un primo passo per prevenire il disastro potrebbe essere che i produttori di pannelli solari inizino a fare pressione per una legislazione simile negli Stati Uniti immediatamente, invece di aspettare che i pannelli solari inizino a intasare le discariche. Nella nostra esperienza nella stesura e nell’implementazione della revisione della direttiva WEEE originale alla fine degli anni 2000, abbiamo scoperto che una delle più grandi sfide in quei primi anni era l’assegnazione della responsabilità per la grande quantità di rifiuti accumulati generati dalle aziende che non sono più nel business dell’elettronica (i cosiddetti rifiuti orfani).

Nel caso del solare, il problema è reso ancora più spinoso dalle nuove regole di Pechino che riducono le sovvenzioni per i produttori di pannelli solari, mentre aumentano le offerte competitive obbligatorie per i nuovi progetti solari. In un’industria dominata da attori cinesi, questo aumenta il fattore di incertezza. Con un sostegno ridotto da parte del governo centrale, è possibile che alcuni produttori cinesi possano uscire dal mercato. Una delle ragioni per spingere la legislazione ora piuttosto che più tardi è di assicurare che la responsabilità di riciclare l’imminente prima ondata di rifiuti sia condivisa equamente dai produttori delle attrezzature interessate. Se la legislazione arriva troppo tardi, gli attori rimanenti potrebbero essere costretti ad affrontare il disordine costoso che gli ex produttori cinesi si sono lasciati alle spalle.

Ma prima di tutto, la necessaria capacità di riciclaggio dei pannelli solari deve essere costruita, come parte di un’infrastruttura completa di fine vita che comprenda anche la disinstallazione, il trasporto e (nel frattempo) adeguate strutture di stoccaggio per i rifiuti solari. Se anche la più ottimistica delle nostre previsioni di sostituzione anticipata è accurata, potrebbe non esserci abbastanza tempo per le aziende per realizzare tutto questo da sole. I sussidi governativi sono probabilmente l’unico modo per sviluppare rapidamente una capacità commisurata alla grandezza del problema dei rifiuti che incombe. I lobbisti aziendali possono fare un caso convincente per l’intervento del governo, incentrato sull’idea che i rifiuti sono un’esternalità negativa della rapida innovazione necessaria per l’adozione diffusa di nuove tecnologie energetiche come il solare. Il costo della creazione di infrastrutture di fine vita per il solare, quindi, è una parte ineludibile del pacchetto R&S che va insieme al sostegno dell’energia verde.

Non è solo solare
Lo stesso problema si profila per altre tecnologie di energia rinnovabile. Per esempio, senza un grande aumento della capacità di trattamento, gli esperti prevedono che più di 720.000 tonnellate di pale eoliche finiranno nelle discariche degli Stati Uniti nei prossimi 20 anni. Secondo le stime prevalenti, solo il cinque per cento delle batterie dei veicoli elettrici sono attualmente riciclate – un ritardo che le case automobilistiche stanno correndo per rettificare, dato che le cifre di vendita delle auto elettriche continuano ad aumentare fino al 40% di anno in anno. L’unica differenza essenziale tra queste tecnologie verdi e i pannelli solari è che questi ultimi raddoppiano come motore di generazione di reddito per il consumatore. Due attori separati in cerca di profitto – i produttori di pannelli e il consumatore finale – devono quindi essere soddisfatti perché l’adozione avvenga su scala.

Niente di tutto ciò dovrebbe sollevare seri dubbi sul futuro o sulla necessità delle rinnovabili. La scienza è indiscutibile: Continuare a fare affidamento sui combustibili fossili nella misura in cui lo facciamo attualmente lascerà in eredità alle generazioni future un pianeta danneggiato se non morente. Rispetto a tutto ciò che abbiamo da guadagnare o da perdere, i circa quattro decenni che probabilmente ci vorranno perché l’economia del solare si stabilizzi al punto che i consumatori non si sentiranno costretti ad abbreviare il ciclo di vita dei loro pannelli, sembra decisamente piccolo. Ma questo nobile proposito non rende il passaggio alle energie rinnovabili più facile nella realtà. Tra tutti i settori, la tecnologia sostenibile è quello che meno può permettersi di essere miope riguardo ai rifiuti che crea. Una strategia per entrare nell’economia circolare è assolutamente essenziale – e prima è, meglio è.

Scelto da Alessia C. F. (ALKA) – https://hbr.org/2021/06/the-dark-side-of-solar-power